べき乗則流体のパイプ内乱流流れ

概要：

• この計算の目的は、パイプ内流れでのべき乗則流体の低レイノルズ数モデル、
  非ニュートン流体モデルの有効性を示すことである
• べき乗則流体は、せん断応力が粘性指数Kおよびべき乗ｎに関連しているため、
  定常的な高粘性のものである。n<1のときは、流体は擬塑性流体(せん断流動化)
  となり、n>1のときはダイラタント流体(せん断粘稠化)となる。n=1のときはニュートン
  流体である
• パイプ内のべき乗則流体は、多くの工業分野、とくに生産製造業界に直結している
• この計算は、層流と乱流、両方の十分に発達した速度のプロフィールに沿って、
  摩擦抵抗を解いている
• 乱流モデルは、Lam-Bremhorstの低レイノルズ数K-ε乱流モデルの修正版を
  使った
• パラメータを以下に示す：
  Fanningの摩擦係数を ｆ 、べき乗則係数を ｎ 、一般的なレイノルズ数（下式） は Re=ρ*{Wb**(2-n)}*{D**n}/({8**(n-1)}*{(0.75+0.25/n)**n}*K).

  とし、Kは定数、Dはパイプの直径、Wbは見かけ流速である。

結果：

1. 摩擦抵抗

2. 層流： 平均速度プロファイル

3. 乱流： 平均速度プロファイル

4. 乱流：平均速度プロファイル

5. 乱流： 対数平均速度プロファイル